JP2019186554A - Optical transmitter module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光送信モジュールに関する。 The present invention relates to an optical transmission module.
特許文献1には、光通信システムに使用されるレーザダイオード(LD)モジュールが開示されている。このLDモジュールは、LDパッケージを含んでいる。LDパッケージは、Fe系材料から形成されたベースと、ベースに固定されたキャリアと、キャリア上に搭載されたLDとを含んでいる。 Patent Document 1 discloses a laser diode (LD) module used in an optical communication system. This LD module includes an LD package. The LD package includes a base formed of an Fe-based material, a carrier fixed to the base, and an LD mounted on the carrier.
例えば、光送信モジュールにおいて、キャリア上に半導体レーザチップ及びレンズが配置される場合、半導体レーザチップが搭載されたサブキャリアがキャリア上に搭載されるとともに、レンズが接着剤によってキャリア上に固定されることが考えられる。この場合、レンズを固定する接着剤がサブキャリアの端面まで延在していると、接着剤の硬化に伴い該接着剤が収縮することによって、レンズの位置がずれる虞がある。 For example, in an optical transmission module, when a semiconductor laser chip and a lens are disposed on a carrier, a subcarrier on which the semiconductor laser chip is mounted is mounted on the carrier, and the lens is fixed on the carrier with an adhesive. It is possible. In this case, if the adhesive for fixing the lens extends to the end surface of the subcarrier, the position of the lens may be shifted due to the shrinkage of the adhesive as the adhesive is cured.
本発明は、レンズの位置ずれが生じることを抑制した光送信モジュールを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the optical transmission module which suppressed that the position shift of a lens produced.
一形態の光送信モジュールは、半導体レーザチップと、主面に半導体レーザチップが搭載された第1キャリアと、半導体レーザチップの光軸方向に交差する第1方向に面し、第1キャリアが搭載された第1面、第1方向に面し、第1面よりも半導体レーザチップの光軸から離れた位置に設けられた第2面、及び、第1面と第2面とを接続する接続面を含む第2キャリアと、第2面に樹脂系接着剤によって固定され、半導体レーザチップからの出射光が入射されるレンズと、を備え、光軸方向において、接続面は、第1キャリアにおける半導体レーザチップの出射側の端面よりも、半導体レーザチップの出射側に対向する方向に設けられている。 An optical transmitter module according to one aspect faces a semiconductor laser chip, a first carrier having a semiconductor laser chip mounted on a main surface thereof, and a first direction intersecting an optical axis direction of the semiconductor laser chip, and the first carrier mounted thereon The first surface that faces the first direction, the second surface that is provided farther from the optical axis of the semiconductor laser chip than the first surface, and the connection that connects the first surface and the second surface A second carrier including a surface, and a lens that is fixed to the second surface with a resin adhesive and that receives light emitted from the semiconductor laser chip. In the optical axis direction, the connection surface is in the first carrier. It is provided in a direction opposite to the emission side of the semiconductor laser chip from the end surface on the emission side of the semiconductor laser chip.
一形態の光送信モジュールによれば、レンズの位置ずれを抑制することができる。 According to one form of the optical transmission module, it is possible to suppress the displacement of the lens.
[本願発明の実施形態の説明]
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態に係る光送信モジュールは、半導体レーザチップと、主面に半導体レーザチップが搭載された第1キャリアと、半導体レーザチップの光軸方向に交差する第1方向に面し、第1キャリアが搭載された第1面、第1方向に面し、第1面よりも半導体レーザチップの光軸から離れた位置に設けられた第2面、及び、第1面と第2面とを接続する接続面を含む第2キャリアと、第2面に樹脂系接着剤によって固定され、半導体レーザチップからの出射光が入射されるレンズと、を備え、光軸方向において、接続面は、第1キャリアにおける半導体レーザチップの出射側の端面よりも、半導体レーザチップの出射側に対向する方向に設けられている。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described. An optical transmission module according to an embodiment of the present invention faces a semiconductor laser chip, a first carrier on which a semiconductor laser chip is mounted on a main surface, a first direction intersecting an optical axis direction of the semiconductor laser chip, The first surface on which the first carrier is mounted, the second surface that faces in the first direction and is located farther from the optical axis of the semiconductor laser chip than the first surface, and the first surface and the second surface A second carrier that includes a connection surface that connects to the lens, and a lens that is fixed to the second surface with a resin adhesive and that receives light emitted from the semiconductor laser chip. In the optical axis direction, the connection surface is The first carrier is provided in a direction facing the emission side of the semiconductor laser chip rather than the end surface of the emission side of the semiconductor laser chip in the first carrier.
このような光送信モジュールでは、光軸方向において、第1キャリアにおける半導体レーザチップの出射側の端面よりも、半導体レーザチップの出射側に対向する方向に接続面が設けられているため、第2キャリアの接続面は第1キャリアの端面よりも後退する。そのため、レンズが固定される第2面において第2キャリアの接続面からレンズまでの間に長い距離を確保することが可能となる。これにより、第2面上に塗布された接着剤が接続面に到達することが抑制される。したがって、接着剤の収縮によるレンズの位置ずれを抑制することができる。 In such an optical transmission module, since the connection surface is provided in the direction facing the emission side of the semiconductor laser chip in the optical axis direction, rather than the end surface on the emission side of the semiconductor laser chip in the first carrier, the second The connecting surface of the carrier recedes from the end surface of the first carrier. Therefore, it is possible to ensure a long distance between the connection surface of the second carrier and the lens on the second surface to which the lens is fixed. Thereby, it is suppressed that the adhesive agent apply | coated on the 2nd surface reaches | attains a connection surface. Therefore, it is possible to suppress the lens position shift due to the shrinkage of the adhesive.
レンズは、レンズ本体部分と、レンズ本体部分の周縁を囲むフランジ部分と、フランジ部分の周縁の少なくとも一部に設けられ、第2キャリアの第2面に固定される固定部分と、を含み、光軸方向において、固定部分はフランジ部分から突出していてもよい。この構成では、固定部分における第2面に対面する面積を大きくすることができるので、第2面に対して固定部分を強固に固定することができる。 The lens includes a lens body portion, a flange portion surrounding the periphery of the lens body portion, and a fixed portion provided on at least a part of the periphery of the flange portion and fixed to the second surface of the second carrier, In the axial direction, the fixed portion may protrude from the flange portion. In this configuration, since the area facing the second surface in the fixed portion can be increased, the fixed portion can be firmly fixed to the second surface.
固定部分は、レンズの光軸方向に延びるスリットを有していてもよい。この構成では、スリットに接着剤が入り込むことによって、光軸方向に交差する第2面に沿った方向に働く外力に対するレンズの接着の耐久性を向上させることができる。 The fixed part may have a slit extending in the optical axis direction of the lens. In this configuration, when the adhesive enters the slit, it is possible to improve the durability of the adhesion of the lens to the external force acting in the direction along the second surface intersecting the optical axis direction.
固定部分は、光軸方向の一方側のみにフランジ部分から突出していてもよい。この構成では、光軸方向の他方側においてレンズを自由に設計できる。例えば、入射面側のみに固定部分を突出させた場合、出射面側のレンズ本体部分の径を大きくすることができる。この場合、レンズ外形のサイズを変えずに、コリメート光の径を大きくすることができる。 The fixed portion may protrude from the flange portion only on one side in the optical axis direction. In this configuration, the lens can be freely designed on the other side in the optical axis direction. For example, when the fixed portion is protruded only on the incident surface side, the diameter of the lens body portion on the exit surface side can be increased. In this case, the diameter of the collimated light can be increased without changing the size of the lens outer shape.
レンズは樹脂レンズであってもよい。この構成では、レンズを容易に製造することができる。 The lens may be a resin lens. With this configuration, the lens can be easily manufactured.
レンズは、半導体レーザチップからの出射光が入射される、曲率を有する第1領域と、入射された出射光が出射する、曲率を有する第2領域と、を含み、第1方向において、第2面から第1領域までの距離は、第2面から第2領域までの距離よりも大きい。この構成では、仮に、第2面上に塗布された接着剤が接続面に到達したとしても、出射光が入射される第1領域に接着剤が到達することが抑制される。 The lens includes a first region having a curvature where light emitted from the semiconductor laser chip is incident, and a second region having a curvature from which the incident light is emitted. The distance from the surface to the first region is larger than the distance from the second surface to the second region. In this configuration, even if the adhesive applied on the second surface reaches the connection surface, the adhesive is suppressed from reaching the first region where the emitted light is incident.
[本願発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る光送信モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
[Details of the embodiment of the present invention]
A specific example of the optical transmission module according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to the claim are included. In the following description, the same reference numerals are given to the same elements in the description of the drawings, and redundant descriptions are omitted.
図1は、一実施形態に係る光送信モジュールを示す斜視図である。図2は、キャップが外された状態の光送信モジュールを示す斜視図である。図3は、光送信モジュールを部分的に拡大した断面図である。図面には適宜XYZ直交座標系が示されている。以下、X軸方向を光軸方向として、Z軸方向を上下方向として、Y軸方向を左右方向として説明する場合がある。光送信モジュール1は、CANパッケージ4を備えている。CANパッケージ4は、ステム3とキャップ5とを有する。ステム3とキャップ5とは互いに抵抗溶接により接合されており、CANパッケージ4の内部の空間は気密に保たれている。ステム3は、略円形板状をなしており、CANパッケージ4の内部空間に面する主面3aを有している。CANパッケージ4には複数のリードピン6が設けられている。複数のリードピン6は、ステム3を貫通しており、給電、接地及び電気信号の入出力端子として利用される。キャップ5は、略円筒状をなしており、軸方向の一端に側壁7を有している。側壁7の中央には、円形状の開口7aが形成されている。SFP(Small Form-factor Pluggable)、SFP+等の小型光トランシーバに搭載される場合、CANパッケージの直径(外径サイズ)は、一例として5.6mmであってよい。
FIG. 1 is a perspective view showing an optical transmission module according to an embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing the optical transmission module with the cap removed. FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of the optical transmission module. In the drawing, an XYZ orthogonal coordinate system is shown as appropriate. Hereinafter, the X-axis direction may be referred to as the optical axis direction, the Z-axis direction as the vertical direction, and the Y-axis direction as the horizontal direction. The optical transmission module 1 includes a
CANパッケージ4の内部には、熱電変換素子11、サブキャリア(第1キャリア)30、キャリア(第2キャリア)20、半導体レーザチップ40、モニタフォトダイオードモニタPD)50、及び、レンズ60が収容されている。
Inside the
熱電変換素子11は、例えばペルチェ素子である。熱電変換素子11は、供給電流の方向に応じて、一方面が吸熱面又は放熱面の一方となり、他方面が吸熱面又は放熱面の他方となる。熱電変換素子11は、一対の板状体13,15の間に設けられている。熱電変換素子は、板状体13を介してステム3の主面3a上に設けられている。これらの板状体13,15は、絶縁性材料(例えば、AlN、Al2O3)によって構成されている。CANパッケージ4内に熱電変換素子11が内蔵されていることによって、半導体レーザチップ40の温度が一定に保たれる。例えば、半導体レーザチップ40の温度は、−40℃〜80℃といった広い温度範囲で調整される。
The
サブキャリア30は、矩形板状をなしており、例えば、絶縁性材料(例えば、AlN等のセラミックス)によって形成されている。サブキャリア30の上面(主面)31には、光軸Sの方向(光軸方向)に光を出射する半導体レーザチップ40が搭載されている。半導体レーザチップ40は、レーザダイオードと光変調器とが共通基板上に集積されたモノリシック構造を有する。サブキャリア30にはメタライズによって高周波配線42が形成されている。この高周波配線42は、ステム3の主面3aに配置されたセラミック基板45上にメタライズで形成された高周波配線45aと電気的に接続されている。例えば高周波配線42と高周波配線45aとは、直径25μmのAuワイヤによって互いに接続され得る。また、図示例においては、サブキャリア30の上面には、サーミスタ46、コンデンサ47が搭載されている。
The
キャリア20は、板状体15上に配置されている。キャリア20は、サブキャリア30と同じ絶縁性材料によって構成されている。キャリア20は、上面に突出部20aを有している。すなわち、キャリア20は、第1上面(第1面)21、第2上面(第2面)22、及び、第1上面21と第2上面22とを接続する接続面23を含む。第1上面21及び第2上面22は、光軸方向に交差する第1方向(Z軸方向)に面している。第2上面22は、第1上面21よりも光軸Sから離れた位置に形成されている。すなわち、第2上面22の光軸Sからの距離は、第1上面21の光軸Sからの距離よりも大きい。また、第2上面22は、第1上面21よりも低い位置に形成されている。図示例では、第1上面21及び第2上面22は、いずれも平坦面となっており、接続面23は第1上面21及び第2上面22に対して垂直に延在している。なお、接続面23と第2上面22との境は、なめらかに湾曲していてもよい。キャリア20の第1上面21には、サブキャリア30が搭載されている。
The
モニタPD50は、半導体レーザチップ40の出射光をモニタする。図示例では、モニタPD50は、板状体15上であって、半導体レーザチップ40の後方の位置に配置されている。モニタPD50は、半導体レーザチップ40の後方に出射される背面光を受光する。
The
レンズ60は、キャリア20の第2上面22上に接着剤Aによって固定されている。レンズ60には、半導体レーザチップ40からの出射光Laが入射される。一例として、レンズ60は表面実装型の樹脂レンズである。本実施形態における接着剤Aは、紫外線硬化樹脂からなる樹脂系接着剤である。レンズ60は、例えば、半導体レーザチップ40からの出射光Laをコリメート光に変換するコリメートレンズである。例えば、10G−EPON(10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network)等の複合デバイスでは、光送信モジュール1からの出射光をコリメート光とすることで光学設計、フィルタ設計等が容易となる。
The
図4はレンズを示す斜視図である。図5はレンズを示す断面斜視図である。レンズ60は、略直方体形状をなしており、レンズ本体部分61と、フランジ部分63と、固定部分65とを含んでいる。レンズ本体部分61は、非球面レンズであり、半導体レーザチップ40から出射される光が入射される入射面(第1領域)61aと、入射面61aに入射された光が出射する出射面(第2領域)61bとを有する(図5参照)。入射面61a及び出射面61bはいずれも曲面となっている。図示例のレンズ60では、入射面61aの曲面における曲率は、出射面61bの曲面における曲率より小さくなっている。つまり、入射面61aの曲面における曲率半径は、出射面61bの曲面における曲率半径よりも大きくなっている。これは、入射面61aと半導体レーザチップ40の出射端との距離L1が狭いためであり、さらに、出射面61bが光束をコリメートにするためである。
FIG. 4 is a perspective view showing the lens. FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing the lens. The
フランジ部分63は板状をなしており、光軸方向から見てレンズ本体部分61の周縁を囲んでいる。フランジ部分63は、光軸方向から見て矩形をなしており、図示例では、正方形状をなしている。レンズ本体部分61は、フランジ部分63の中央に配置されている。レンズ本体部分61における入射面61a及び出射面61bを構成する曲面は、フランジ部分63から光軸方向に突出している。なお、出射面61bは、入射面61aよりも光軸方向に大きく突出している。これは、入射面61aの有効径よりも出射面61bの有効径の方が大きいためである。
The
固定部分65は、キャリア20の第2上面22に対して接着剤Aによって固定される部分である。固定部分65は、フランジ部分63の周縁の少なくとも一部に形成されている。本実施形態では、光軸方向から見てフランジ部分63における周縁の全周を囲むように、4つの固定部分65が形成されている。4つの固定部分65のうちの第2上面22に対面する一の固定部分65が、接着剤Aによって第2上面22に固定されている。固定部分65から入射面61aの外縁までの距離は、固定部分65から出射面61bの外縁までの距離よりも大きい。すなわち、Z軸方向において、第2上面22から入射面61aまでの距離は、第2上面22から出射面61bまでの距離よりも大きい。
The fixing
本実施形態では、光軸方向から見てフランジ部分63が正方形状をなしているので、フランジ部分63の4つの側面に形成された各固定部分65同士に実質的な差異はない。以下、第2上面22に対面する固定部分65について説明する。固定部分65は、下面65aと一対の傾斜面65b,65cとを有する。下面65aは、第2上面22に対面する面であり、矩形状をなしている。レンズ60の光軸方向において、固定部分65の下面65aはフランジ部分63の幅より大きい幅を有する。すなわち、レンズ60の光軸方向において、固定部分65はフランジ部分63から突出している。換言すると、固定部分65に対してフランジ部分63が凹状に形成されている。一対の傾斜面65b、65cは、光軸方向における下面65aの端縁とフランジ部分63とを接続する。図3に示すように、断面視において、固定部分65は台形状をなしており、傾斜面65b、65cは下面65aに対して一定の角度をもって傾斜している。
In this embodiment, since the
一例として、光軸方向から見た場合のレンズ60の外形サイズは、0.6mm角、1mm角、1.5mm角、0.6mm×1.0mm長方形などであってよい。光軸方向におけるレンズ60の厚みは、約0.5mm〜1mm程度であり、焦点距離の設計によって決定される。また、傾斜面65b,65cのぞれぞれと下面65aとのなす角度、及び、固定部分65の高さ65Hは、任意に設計され得る。一例として、傾斜面65cと下面65aとのなす角度は約45°であり、固定部分65の高さ65Hは、約50μmであってよい。
As an example, the outer size of the
続いて、接続面23を含む各構成について更に詳しく説明する。光軸方向において、接続面23は、サブキャリア30における半導体レーザチップ40の出射側の端面43よりも、半導体レーザチップ40の出射側に対向する方向に設けられる。すなわち、接続面23は、サブキャリア30におけるレンズ60に面する端面33よりも、レンズ60から離れる方向に後退している。すなわち、光軸方向(X軸方向)において、キャリア20の接続面23からレンズ60の入射面61aまでの距離は、サブキャリア30の端面33からレンズ60の入射面61aまでの距離よりも大きい。一例として、キャリア20の接続面23からレンズ60の入射面61aまでのX軸方向に沿った距離は、0.05mmから0.30mmの間の距離であってもよい。
Subsequently, each configuration including the
本実施形態では、光送信モジュール1から出射されるコリメート光の直径のサイズが、例えば0.5mm程度と小さく設計され得る。この場合、半導体レーザチップ40のNA(Numerical Aperture)、コリメートレンズ設計(非球面形状と厚み)、及び、光軸方向における半導体レーザチップ40の出射位置からレンズ60の入射面61aまでの距離(以下、距離L1という場合がある)に基づいて光送信モジュール1が設計され得る。
In this embodiment, the size of the diameter of the collimated light emitted from the optical transmission module 1 can be designed as small as about 0.5 mm, for example. In this case, the NA (Numerical Aperture) of the
一例として、半導体レーザチップ40のNAを0.45、レンズ60の屈折率(Nd)を1.51、レンズ60の外径(Z軸方向及びY軸方向の長さ)を1mm角、レンズ本体部分61の厚みL5を0.55mm、距離L1を0.15mmとする。レンズ60を接着するための接着剤Aの厚みL4が例えば0.05mmである場合、キャリア20の第2上面22から光軸Sまでの距離は0.55mmである。半導体レーザチップ40を搭載するサブキャリア30のZ軸方向の厚みは、高周波設計の観点から0.2mmとなっている。また、キャリア20における第1上面21は、第2上面22よりもZ軸方向に0.25mm高い位置に形成されている。半導体レーザチップ40のZ軸方向の厚みは0.1mmとなっている。これにより、キャリア20の第2上面22から半導体レーザチップ40の出射位置までの高さは、0.55mmとなる。
As an example, the NA of the
一例として、半導体レーザチップ40は、光軸方向においてサブキャリア30の端面33から0.05mm後方にシフトした位置に実装される。したがって、サブキャリア30の端面33からレンズ60の入射面61aまでの距離L2は、距離L1−0.05mmで示され、0.10mmとなる。さらに、各部品の実装精度と、レンズ60を調芯するためのクリアランスとの合計が±0.05mmであるとして、距離L2の最小値L2minは、距離L2−0.05mmで示され、0.05mmとなる。キャリア20の接続面23の位置は、サブキャリア30の端面33よりも、レンズ60から離れる方向に距離L3だけ後退している。各部品の公差、実装精度、レンズ60の調芯クリアランス等を考慮すると、距離L3は例えば0.2mmであってよい。すなわち、距離L2が平均的な値であれば、接続面23からレンズ60までの距離は0.3mmとなる。
As an example, the
続いて、レンズ60の固定方法について説明する。まず、接着剤Aをキャリア20の第2上面22上の所定の位置に塗布する。当該所定の位置は、レンズ60の固定が予定されている位置である。続いて、レンズ60を当該所定の位置に配置する。これにより、レンズ60の下面65aと第2上面22との間に接着剤Aが充填される。また、レンズ60の下面65aから上側に約0.15mmの高さまで四方に広がるフィレットが形成される。すなわち、固定部分65の傾斜面65b,65cは接着剤Aによって覆われる。続いて、レンズ60の調芯を行う。例えば、レンズ60からの出射光が所望のコリメート光になるように、レンズ60の位置をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に±20μm程度の範囲で微調芯する。続いて、調芯によって出射光がコリメート光になった状態でレンズ60の位置を固定して、紫外線を接着剤Aに照射する。これにより、レンズ60を仮固定する。続いて、約120℃のベーク炉において接着剤Aを熱硬化し、レンズ60を本固定する。以上の工程によって、レンズ60がキャリア20に固定される。
Next, a method for fixing the
図6は光送信モジュールの断面図である。図6に示すように、レンズ60からコリメート光が出射される場合、キャップ5の開口7aに集光レンズ8を配置することによって、CANパッケージ4から収束光を出力することができる。また、レンズ60からコリメート光が出射される場合、キャップ5の開口7aに平窓を配置することによって、CANパッケージ4からコリメート光を出力することができる。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical transmission module. As shown in FIG. 6, when collimated light is emitted from the
図7は光送信モジュールが使用されたTOSAを示す斜視図である。本実施形態における光送信モジュール1は、ジョイント70を介して、スタブが内蔵されたスリーブ71と接続されることによって、送信モジュール(TOSA)100として使用され得る。また、受信デバイスと組み合わせて双方向モジュール(BOSA)として使用され得る。さらに、互いに波長の異なる複数の光送信モジュール1を並設し、フィルタ、ミラー等の光学部品で合波することによって集積モジュールとして使用され得る。例えば10Gbpsの光送信モジュールを4つ並べて40Gbpsの集積モジュールとしてもよい。25Gbpsの光送信モジュールを2つ並べて50Gbpsの集積モジュールとしてもよい。25Gbpsの光送信モジュールを3つ並べて75Gbpsの集積モジュールとしてもよい。25Gbpsの光送信モジュールを4つ並べて100Gbpsの集積モジュールとしてもよい。
FIG. 7 is a perspective view showing a TOSA in which the optical transmission module is used. The optical transmission module 1 in this embodiment can be used as a transmission module (TOSA) 100 by being connected to a
図8及び図9は、比較例に係る光送信モジュールを部分的に示す断面図である。比較例に係る光送信モジュール91では、光軸方向におけるキャリア120の接続面123の位置がサブキャリア30の端面33と一致している点において、上記実施形態の光送信モジュール1と相違している。半導体レーザチップ40の出射位置からレンズ160までの距離は、レンズ160の焦点距離に依存する。そのため、サブキャリア30のレンズ160に向いた端面33からレンズ160までの距離もレンズ160の焦点距離に依存する。装置全体の小型化のためにサブキャリア30からレンズ160までの距離が小さい場合、端面33と接続面123とが面一になっていると、接続面123からレンズ160までの距離も小さくなるため、レンズ160の調芯中に樹脂系接着剤がキャリア120の接続面123に付着する虞がある。さらに、図8において矢印で示すように、毛細管現象によって接着剤Aがキャリア120及びサブキャリア30とレンズ160との隙間を上昇し、レンズ160の入射面61a、サブキャリア30の端面33、半導体レーザチップ40の端面等に付着することも考えられる。キャリア120の接続面123又はサブキャリア30の端面33に付着した状態で接着剤Aが固定されてしまうと、ベーク炉を用いた本固定の際に、接着剤Aの熱収縮によりレンズ160の位置が微小変動する場合がある。この場合、レンズ160が左右上下にずれて光軸が傾くことが考えられる。また、レンズ160が前後方向にずれた場合には、コリメート光の質が劣化する。すなわち、コリメート形状が僅かに発散又は収束することがある。また、光送信モジュールの信頼性試験(温度サイクル試験)の際に、接着剤Aの熱収縮が繰り返されることによって、レンズ60の位置が微小変動し、コリメート光の質が劣化することがある。
8 and 9 are cross-sectional views partially showing an optical transmission module according to a comparative example. The
本実施形態における光送信モジュール1では、キャリア20の接続面23がサブキャリア30の端面33よりもレンズ60から離れる方向に後退しているので、キャリア20の接続面23からレンズ60まで間に任意の長い距離を確保することが可能となる。このようにキャリア20の接続面23がサブキャリア30の端面33よりも引っ込んでいることによって、接着剤Aが接続面23に到達することが抑制される。したがって、接着剤Aの収縮によるレンズ60の位置ずれを抑制することができる。
In the optical transmission module 1 according to the present embodiment, the
また、比較例に係る光送信モジュール91では、キャリア120の接続面123に対する接着剤Aの付着を防ぐために、接着剤Aの量を低減させることが考えられる。しかしながら、この場合には、適切なフィレットが形成されない。すなわち、接着剤Aが、図9に示すような不適切なくびれ形状となり、接着強度が低下し得る。また、比較例のレンズ160では、フランジ部分63よりも光軸方向に突出した固定部分が形成されておらず、光軸方向におけるレンズ160の下面の長さが例えば0.3mmと小さくなっている。そのため、適正なフィレット状態であっても接着強度が小さい場合がある。
Further, in the
本実施形態のレンズ60は、レンズ60の光軸方向において、フランジ部分63の幅より大きい幅を有する固定部分65を有している。この構成では、固定部分65における第2上面22に対面する面積を大きくすることができるので、第2上面22に対して固定部分65を強固に固定することができる。また、接着剤Aが固定部分65を覆うようにフィレットを形成することができるので、レンズ60をより強固に固定することができる。
The
また、Y軸方向において、第2上面22から入射面61aまでの距離は、第2上面22から出射面61bまでの距離よりも大きい。この構成では、仮に、第2上面22上に塗布された接着剤が接続面23に到達したとしても、入射面61aにまで接着剤が到達することが抑制される。
In the Y-axis direction, the distance from the second
以上、実施の形態について図面を参照して詳述したが、寸法、材料、形状等の具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。 The embodiment has been described in detail with reference to the drawings. However, specific configurations such as dimensions, materials, and shapes are not limited to this embodiment.
例えば、図10に示すように、他の形態に係る光送信モジュール201では、コリメート光を出射するレンズ60に代えて、他のレンズ260を用いてもよい。図10の例において、レンズ260は、レンズ本体部分261、フランジ部分63及び固定部分65を有している。レンズ本体部分261は、半導体レーザチップ40からの出射光Laを収束させる集光レンズとなっている。この場合、キャップ5の開口7aに平窓を配置することによって、CANパッケージ4から収束光を出力することができる。
For example, as illustrated in FIG. 10, in the
また、さらに他の光送信モジュールでは、レンズ60に代えて、図11に示すレンズ360が用いられてもよい。図11に示すレンズ360は、略直方体形状をなしており、レンズ本体部分361と、フランジ部分363と、固定部分365とを含んでいる。レンズ本体部分361は、非球面レンズであり、半導体レーザチップ40から出射される光が入射される入射面361aと、入射面361aに入射された光が出射する出射面361bとを有する。入射面361a及び出射面361bはいずれも曲面となっている。入射面361aの曲面における曲率は、出射面361bの曲面における曲率よりも小さくなっている。この構成では、レンズの出射面からコリメート光が出射される場合に、該コリメート光の径を大きくすることができる。
In still another optical transmission module, a
フランジ部分363は板状をなしており、光軸方向から見てレンズ本体部分361の周縁を囲んでいる。フランジ部分363は、光軸方向から見て矩形をなしており、図示例では、正方形状をなしている。レンズ本体部分361は、フランジ部分363の中央に配置されている。光軸方向において、フランジ部分363の厚みは上記実施形態におけるフランジ部分63の厚みよりも大きくなっている。そのため、出射面361b側では、フランジ部分363がそのまま下面365aに接続されている。固定部分365は、下面365aと、入射面361a側に突出する傾斜面365bとを有する。すなわち、固定部分365は、光軸方向の一方側のみにフランジ部分363から突出している。傾斜面365bの構成は、傾斜面65bと同様である。
The
また、図12に示すように、レンズ460の光軸方向に延びるスリット465dを固定部分465に形成してもよい。図12に示す例では、レンズ460は、レンズ本体部分61とフランジ部分63と固定部分465とを有する。固定部分465の構成は、スリット465dが形成されていることを除いて、固定部分65と同じである。すなわち、固定部分465は、傾斜面465cを有する。固定部分465のスリット465dは、固定部分365の光軸方向の端部からフランジ部分63の位置まで形成されている。一例として、スリット465dは左右方向の中央に形成されている。なお、図12には示されていないが、固定部分465は入射面側にも突出しており、スリット465dは入射面側にも形成されている。スリット465dが形成されることによって、フランジ部分63の位置から突出した傾斜面465cを含む部分が光軸に交差する方向(左右方向)に分割されている。この構成では、スリット465d内に接着剤が入り込むことによって、光軸方向に交差する平面方向に外力が働いたとしても、当該外力に対するレンズ460の耐久性を向上させることができる。
In addition, as shown in FIG. 12, a
また、レンズが樹脂によって形成されている例を示したが、例えばレンズはガラスによって形成されてもよい。なお、レンズが樹脂によって形成される場合には、レンズの製造コストが低減されやすい。 Moreover, although the example in which the lens is formed of resin has been shown, for example, the lens may be formed of glass. In addition, when a lens is formed with resin, the manufacturing cost of a lens is easy to be reduced.
1…光送信モジュール、20…キャリア(第2キャリア)、21…第1上面、22…第2上面、23…接続面、30…サブキャリア(第1キャリア)、31…上面、33…端面、40…半導体レーザチップ、43…端面、60…レンズ、61…レンズ本体部分、63…フランジ部分、65…固定部分。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical transmission module, 20 ... Carrier (2nd carrier), 21 ... 1st upper surface, 22 ... 2nd upper surface, 23 ... Connection surface, 30 ... Subcarrier (1st carrier), 31 ... Upper surface, 33 ... End surface, 40 ... Semiconductor laser chip, 43 ... End face, 60 ... Lens, 61 ... Lens body part, 63 ... Flange part, 65 ... Fixed part.
Claims (6)
主面に前記半導体レーザチップが搭載された第1キャリアと、
前記半導体レーザチップの光軸方向に交差する第1方向に面し、前記第1キャリアが搭載された第1面、前記第1方向に面し、前記第1面よりも前記半導体レーザチップの光軸から離れた位置に設けられた第2面、及び、前記第1面と前記第2面とを接続する接続面を含む第2キャリアと、
前記第2面に樹脂系接着剤によって固定され、前記半導体レーザチップからの出射光が入射されるレンズと、を備え、
前記光軸方向において、前記接続面は、前記第1キャリアにおける前記半導体レーザチップの出射側の端面よりも、前記半導体レーザチップの出射側に対向する方向に設けられている、光送信モジュール。 A semiconductor laser chip;
A first carrier having the semiconductor laser chip mounted on the main surface;
The first surface facing the first direction intersecting the optical axis direction of the semiconductor laser chip, the first surface on which the first carrier is mounted, facing the first direction, and the light of the semiconductor laser chip from the first surface. A second surface provided at a position away from the shaft, and a second carrier including a connection surface connecting the first surface and the second surface;
A lens that is fixed to the second surface with a resin-based adhesive and that receives light emitted from the semiconductor laser chip; and
In the optical axis direction, the connection surface is provided in a direction facing the emission side of the semiconductor laser chip rather than the end surface of the first carrier on the emission side of the semiconductor laser chip.
前記光軸方向において、前記固定部分は前記フランジ部分から突出している、請求項1に記載の光送信モジュール。 The lens includes a lens body portion, a flange portion surrounding the periphery of the lens body portion, a fixed portion provided on at least a part of the periphery of the flange portion, and fixed to the second surface of the second carrier. Including,
The optical transmission module according to claim 1, wherein the fixed portion protrudes from the flange portion in the optical axis direction.
前記第1方向において、前記第2面から前記第1領域までの距離は、前記第2面から前記第2領域までの距離よりも大きい、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光送信モジュール。 The lens includes a first region having a curvature where light emitted from the semiconductor laser chip is incident, and a second region having a curvature from which the incident light is emitted.
6. The light according to claim 1, wherein in the first direction, a distance from the second surface to the first region is larger than a distance from the second surface to the second region. Transmission module.
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